Bild von den RevPi Core Basismodulen

Open Source IPC

Ausgestattet mit dem Raspberry Pi Compute Module sind die Basismodule die Grundlage jedes modularen Revolution Pi Systems.

Der RevPi Core ist mit 22,5mm zwar nur halb so breit wie der RevPi Connect, besitzt aber doppelt so viele PiBridge-Anschlüsse, nämlich zwei. Somit lässt sich die RevPi Core mit bis zu 10 Erweiterungsmodulen aufrüsten. Wie die RevPi Connect Serie, ist auch die RevPi Core Serie, je nach Variante, mit dem Raspberry Compute Module 4S oder Compute Module 3+ ausgestattet. Eine Real Time Clock (RTC) mit 24 h Pufferung sorgt dafür, dass das Gerät auch bei Netzausfall immer weiß, wie spät es ist. Als Betriebssystem wird, wie bei allen Revolution Pi Basismodulen, eine speziell angepasste Version von Raspbian u. a. mit Real-Time Funktion eingesetzt.

Wer in seinen Projekten auf Features, wie eine zweiter Ethernet-Schnittstelle oder einen RS-485 Anschluss verzichten kann, dem steht mit dem RevPi Core eine preislich attraktive Alternative zum RevPi Connect zur Verfügung ohne dabei Abstriche bei den Erweiterungsmodulen machen zu müssen.

Den RevPi Core gibt es in folgenden Varianten:

RevPi Core S Thumbnail
RevPi Core S
RevPi Core SE Thumbnail
RevPi Core SE
RevPi Core 3+ Thumbnail
RevPi Core 3+
Verwendetes Raspberry Pi Compute Module
Verwendetes Raspberry Pi Compute Module Compute Module 4S Compute Module 4S Compute Module 3+
Prozessor
Prozessor Broadcom BCM2711 | Quad core Cortex-A72 | 1,5 GHz Broadcom BCM2711 | Quad core Cortex-A72 | 1,5 GHz Broadcom BCM2837B0 | Quad core Cortex-A53 | 1,2 GHz
RAM
RAM 1 GB LPDDR4 1 GB LPDDR4 1 GB LPDDR2
Speicher (eMMC)
Speicher (eMMC) bis zu 32 GB bis zu 32 GB bis zu 32 GB
WLAN
WLAN Nein Nein Nein
HDMI
HDMI 1 x Micro HDMI 2.0a (4K) 1 x Micro HDMI 2.0a (4K) 1 x Micro HDMI 1.3 (FHD)
Ethernet
Ethernet 1 x RJ45 10/100 MBit/s 1 x RJ45 10/100 MBit/s 1 x RJ45 10/100 MBit/s
USB
USB 2 x USB 2.0 2 x USB 2.0 2 x USB 2.0
Micro-USB
Micro-USB i 1 1 1
PiBridge
(für RevPi Erweiterungsmodule)
PiBridge i 2 2 2
Gateway-Kompatibilität
Gateway-Kompatibilität i Ja Nein Ja
Optische Anzeige
Optische Anzeige 3 Bi-Color LED, davon 2 frei programmierbar 3 Bi-Color LED, davon 2 frei programmierbar 3 Bi-Color LED, davon 2 frei programmierbar
RTC Puffer
RTC Puffer Doppelschichtkondensator, min. 24 h Doppelschichtkondensator, min. 24 h Doppelschichtkondensator, min. 24 h
Datenblatt
Datenblatt Download Download Download
Revolution Pi Netzteil

Unter Strom

Ein sehr wichtiges Element unserer RevPi Core ist ihr Netzteil. Um minimale Wärmeverluste zu bekommen, haben wir modernste und hocheffiziente DC-DC-Wandler eingesetzt (Gesamteffizienz > 80 %), die aus den, in industriellen Schaltschränken üblichen 24 V, die benötigten Betriebsspannungen erzeugen.

Aber der Core läuft nicht nur im genormten Spannungsbereich von 20,4 V bis 28,8 V, sondern auch noch bei nur 10,2 V Versorgungsspannung*. Also können auch Autobatterien oder Solaranlagen als Spannungsquelle verwendet werden. Bei 24 V Versorgung übersteht das Gerät einen Spannungseinbruch von 10 ms ohne Störungen (mit voller Belastung der USB Buchsen) und sogar 25 ms ohne Last an den USB Buchsen. Die Versorgungsspannung und eine Funktionserdung werden über einen sehr robusten Steckverbinder von unten angeschlossen.

Eine aufwendige Schutzbeschaltung garantiert die unbeeinträchtigte Funktion selbst bei massiven Störungen auf der Stromversorgungsleitung, sofern die Funktionserdung angeschlossen ist. Blitzeinschläge oder benachbarte Schweißanlagen wurden in einem zertifizierten Prüflabor simuliert und konnten die Geräte nicht beeindrucken.

Zusätzlich besitzt der Revolution Pi eine Real Time Clock mit 24 h Pufferung, die dafür sorgt, dass das Gerät auch bei Netzausfall immer weiß, wie spät es ist.

* 2 x 500 mA USB Ausgangsstrom stehen nur bei Eingangsspannungen >11 V zur Verfügung. Die von der EN 61131-2 geforderte Überbrückungszeit von Spannungseinbrüchen von min. 10 ms ist nur bei Versorgung mit 20,4 bis 28,8 V gewährleistet. Bei 12 V Versorgung verkürzt sich diese Zeit deutlich, insbesondere bei Abruf von Leistung aus den USB-Buchsen.

Schnittstellen

Wie der normale Raspberry Pi besitzen auch unsere RevPi Core Geräte über alle gängigen Anschlussmöglichkeiten.

Ethernet Buchse

Eine RJ45-Ethernet-Buchse zum Anschluss des RevPi Core an ein Netzwerk.

2-fach USB Buchse

Zwei USB-A 2.0 Buchsen. Beide USB Buchsen stellen an den 5 V Anschlüssen die vollen 500 mA Strom bereit und können somit problemlos auch USB Festplatten oder Surfsticks ohne externen aktiven Hub mit genügend Strom versorgen.

Micro USB Buchse

Eine Micro-USB Buchse zum Anschluss eines USB Host-Systems. Schaltet den RevPi Core in den passiven Speicherkarten-Modus. So kann ein PC auf den eingebauten eMMC-Flash-Speicher zugreifen und dort z. B. Software ablegen.

Micro HDMI Buchse

Ein Micro-HDMI Stecker, z. B. zum Anschluss eines Monitors.

Revolution Pi PiBridge

Mächtig flexibel

Die PiBridge ist der Datenhighway, der die einzelnen Module von Revolution Pi miteinander verbindet. Damit können die RevPi Cores je nach Anforderung mit passenden I/O Modulen oder Gateways erweitert werden. Über einen Systemsteckverbinder werden jeweils zwei benachbarte Module auf der Oberseite des Gehäuses miteinander verbunden. 3 Signaltypen werden über diesen Stecker zwischen den Modulen ausgetauscht:

4 Pins der PiBridge ermöglichen beim Startvorgang eine automatische Modulerkennung. So weiß der RevPi Core nach dem Startvorgang exakt, welches Modul auf welcher Position in dem Modulverbund eingebaut wurde.

4 Pins der PiBridge dienen der schnellen Kommunikation kleinerer Datenpakete über eine serielle RS485-Schnittstelle. Über diesen Datenkanal werden alle Module beim Start des Systems konfiguriert und danach werden darüber zyklisch Prozessdaten zwischen dem RevPi Core und den IO-Modulen ausgetauscht.

8 Pins der PiBridge ermöglichen den schnellen zyklischen Datenaustausch großer Datenmengen über Ethernetsignale. Diesen Kommunikationskanal nutzen aktuell nur die modularen Gateway Module von KUNBUS, die bis zu 512 Byte von den wichtigsten Feldbussen einsammeln können.

Revolution Pi Abmaße

Hart im Nehmen

Eines unserer Hauptziele war es dem Raspberry Pi echte Industrietauglichkeit zu verpassen, um aus ihm einen richtigen IPC zu machen. Daher wurde in das Hutschienengehäuse robuste 24 V Industrie-Hardware verbaut, die die Norm EN 61131-2 erfüllt. Im Zusammenspiel mit den I/O-Erweiterungsmodulen, lassen sich die RevPi Cores zu vollwertigen, industrietauglichen Kleinsteuerungen ausbauen.

  • Stromversorgung: 12-24 V DC  -15 %/+20 %, maximal 10 Watt
  • Zulässige Umgebungstemperatur: -25 °C bis +55 °C
  • ESD Schutz: 4 kV/8 kV gemäß EN 61131-2 und IEC 61000-6-2
  • Surge/Burst Prüfungen: gemäß EN 61131-2 und IEC 61000-6-2
  • EMI Prüfungen: gemäß EN 61131-2 und IEC 61000-6-2
  • UL zertifiziert (UL-File-Nr. E494534)

Offene Software

Auch wenn Revolution Pi ein offenes System ist auf dem jeder sein eigenes System aufspielen kann, haben wir versucht Revolution Pi von Werk aus mit Software und Apps auszustatten, die die meisten Anwendungsfälle abdecken. Als Betriebssystem wird eine angepasste Version von Raspbian verwendet, die u. a. über ein Real-Time Patch des Kernels verfügt. Dies ist aus unserer Sicht der beste Kompromiss, um so nah wie möglich an der originalen Entwicklungsumgebung eines Raspberry Pi zu bleiben und trotzdem eine hohe Kontrolle über die Priorities der Tasks zu bekommen, die der Scheduler verwaltet.

Der Scheduler, der die Ausführung von Tasks durch das Betriebssystem steuert, kann bei diesem modifizierten Kernel umfangreich konfiguriert werden, so dass die üblicherweise durch Netzwerk- und andere I/O-Zugriffe verursachten Verzögerungen vermieden werden. Passende Treiber für die Erweiterungsmodule sind selbstverständlich bereits vorinstalliert.

Microsoft Azure certified device Logo

Azure Certified Device

Sensordaten sammeln, zu verarbeiten und die verarbeiteten Daten in eine Cloud zu senden, ist eine der Stärken des Revolution Pi. Daher sind die RevPi Cores Microsoft Azure zertifizierte Geräte. Durch die Zertifizierung ist sichergestellt, dass die Anbindung an eine der wichtigsten Cloud-Plattformen so reibungslos und einfach wie möglich erfolgen kann.

Node-RED Logo

Node-RED

Mit der vorinstallierten Open Source Software Node-RED steht ein ideales Tool zur Umsetzung von einfachen Automatisierungsaufgaben und Rapid Prototyping zur Verfügung. Mit den eigens entwickelten RevPi Nodes sind die Revolution Pi Module nahtlos in Node-RED integriert.

Modbus Logo

Modbus Fähigkeiten

Revolution Pi besitzt von Werk aus bereits Master und Slave Fähigkeit für die beliebten Netzwerkprotokolle Modbus RTU und Modbus TCP. Externe Gateways sind somit für diese zwei Netzwerkprotokolle nicht mehr nötig.

Modbus TCP arbeitet mit der am RevPi Core vorhandenen Ethernet-Schnittstelle (d. h. über die RJ45 Buchse an der Frontseite) oder jeder anderen hinzugefügten Ethernetverbindung (z. B. USB WLAN Adapter), die das TCP/IP Protokoll zur Verfügung stellt. Modbus RTU benötigt ein TTY-Device unter Linux. Da die vorhandene UART Schnittstelle des Compute Modules für die PiBridge reserviert und somit nicht zur Verfügung steht, wird ein USB-Seriell-Wandler, wie z. B. ein RS485-Konverter benötigt (nicht im Lieferumfang enthalten).

Die Konfiguration wird über die browserbasierte, grafische Konfigurationssoftware PiCtory gesteuert.